PELICULA DURA DE REVESTIMIENTO PARA HERRAMIENTA DE MOLDEO Y HERRAMIENTA DE MOLDEO.

Una matriz de moldeo que tiene una superficie revestida por una película dura de revestimiento para revestir una matriz de moldeo de una aleación a base de hierro que contiene Cr,

comprendiendo dicha película dura de revestimiento: una primera capa de revestimiento A de un grosor de 3 a 10 µm formada sobre la matriz de moldeo de una aleación a base de hierro que contiene Cr; y

una segunda capa de revestimiento B de un grosor de 2 a 10 µm superpuesta sobre la capa de revestimiento A;

en la que la primera capa de revestimiento A es una película de CrN y la segunda capa de revestimiento B es una película de Ti1-X-Y-ZCrXAlYLZN que cumplen las condiciones expresadas por las expresiones:



donde L es al menos cualquiera de Si e Y, X es la proporción atómica de Cr, Y es la proporción atómica de Al y Z es la proporción atómica de L, donde la matriz de moldeo de la aleación a base de hierro que contiene Cr contiene un carburo precipitado que contiene Cr y tiene una dureza Rockwell de HRC 50 o superior

Película dura de revestimiento para herramienta de moldeo y herramienta de moldeo.

La presente invención se refiere a una película dura de revestimiento para una herramienta de moldeo y a una herramienta de moldeo revestida por la misma. Más particularmente, la presente invención se refiere a una película dura de revestimiento, para una matriz de moldeo, excelente en la resistencia al desgaste, y a una matriz de moldeo revestida por la misma.

Era habitual mejorar la resistencia al desgaste y la resistencia al agarrotamiento de una herramienta de moldeo, tal como una matriz de moldeo, por un proceso de nitruración. Últimamente, se han realizado estudios para mejorar la resistencia al desgaste y la resistencia al agarrotamiento de una herramienta de moldeo por un método de revestimiento en fase de vapor, tal como un proceso de PVD. Una herramienta descrita en, por ejemplo, el documento JP-A 2000-144376 (Referencia citada 1) está revestida por un nitruro compuesto que contiene al menos dos elementos entre Cr, Al, Ti y V para mejorar el comportamiento de deslizamiento. Las matrices de moldeo revestidas en la superficie excelentes en la resistencia al desgaste y resistencia al agarrotamiento descritas en los documentos JP-A 2002-307128 (Referencia citada 2) y JP-A 2002-307129 (Referencia citada 3) están revestidas por un nitruro, un carburo y un carbonitruro de al menos un elemento entre Ti, V, Al, Cr y Si y, en algunos casos, revestidas por una película de una capa de sulfuro que contiene Ti, Cr y Mo como el resto además de la película anterior. Un material de revestimiento de superficies excelente en la resistencia al desgaste y resistencia al agarrotamiento descrito en el documento JP-A 2000-1768 (Referencia citada 4) se obtiene revistiendo una capa dura de nitruro por una capa de MoS₂.

A pesar de que el nitruro compuesto que contiene al menos dos elementos entre Cr, Al, Ti y V descrito en la Referencia citada 1 tiene una alta dureza y es excelente en la resistencia al desgaste, el nitruro compuesto es insatisfactorio en la resistencia al agarrotamiento. Una herramienta revestida por una película de este nitruro compuesto no puede resistir un proceso de trabajo intenso, tal como un proceso de moldeo de metal que ejerce una alta presión sobre la superficie de la herramienta. A pesar de que un nitruro, un carburo y un carbonitruro de al menos un elemento entre Ti, V, Al, Cr y Si descrito en la Referencia citada 2 tienen una alta dureza, los mismos están insatisfactorios en la resistencia al agarrotamiento. Cuando se usa una película de sulfuro para mejorar la resistencia al agarrotamiento como se ha mencionado en las Referencias citadas 3 y 4, la película de sulfuro es eficaz en la mejora del comportamiento de deslizamiento en una fase temprana de uso. Sin embargo, ya que el sulfuro es blando, el revestimiento de sulfuro se desgasta con el tiempo de uso y es insatisfactorio en la durabilidad. Una película excelente en el comportamiento de deslizamiento se propone en el documento JP-A 2006-124818. Esta película que se ha propuesto anteriormente contiene X_CM_1-C (B_aC_bN_1-a-b) [X: al menos un elemento entre 4a, 5a, 6a, Al, Si, Fe, Co y Ni, M: al menos un elemento entre V, Mo y W]. A pesar de que esta película, de forma similar a la película de sulfuro, es eficaz para mejorar el comportamiento de deslizamiento en una fase temprana de uso, esta película es insatisfactoria en la durabilidad. Cuando una base ferrosa que tiene una baja dureza se reviste por una película de uno de un nitruro, un carburo y un carbonitruro de al menos un elemento entre Ti, V, Al, Cr y Si, la película tiende a desprenderse de la base ferrosa debido a la diferencia en la deformación plástica entre la base ferrosa y la película.

La presente invención se ha realizado en tales circunstancias y, por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar una película dura de revestimiento excelente en la resistencia al desgaste y resistencia al agarrotamiento para revestir una matriz de moldeo y una matriz de moldeo excelente en la resistencia al desgaste y resistencia al agarrotamiento. Los inventores de la presente invención realizaron estudios profundos y realizaron la presente invención.

Una película dura de revestimiento en un aspecto de la presente aplicación para revestir una matriz de moldeo de una aleación a base de hierro que contiene Cr incluye: una primera capa de revestimiento A de un grosor de 1 a 10 µm formada sobre la herramienta de moldeo de una aleación a base de hierro que contiene Cr; y una segunda capa de revestimiento B de un grosor de 2 a 10 µm superpuesta a la capa de revestimiento A; siendo la primera capa de revestimiento A una película de Cr_1-XM_X (B_aC_bN_1-a-b) que cumple las condiciones que se expresan por las expresiones:

donde M es al menos un elemento entre W, V, Mo, Nb, Ti y Al, x es la proporción atómica de M, a es la proporción atómica de B y b es la proporción atómica de C, y la segunda capa de revestimiento B es una película de Ti_1-X-Y-ZCr_XAl_YL_Z (B_BC_AN_1-A-B) que cumple las condiciones expresadas por las expresiones:

donde L es al menos cualquiera de Si e Y, X es la proporción atómica de Cr, Y es la proporción atómica de Al, Z es la proporción atómica de L, A es la proporción atómica de C y B es la proporción atómica de B.

En el primer aspecto de la presente invención, la primera capa de revestimiento A es una película de CrN, y la segunda capa de revestimiento B es una película de Ti_1-X-Y-ZCr_XAl_YL_ZN que cumple las condiciones expresadas por las expresiones:

En esta película dura de revestimiento, la primera capa de revestimiento A es una película de CrN, y la segunda capa de revestimiento B puede ser una película de Ti_1-X-Y-ZCr_XAl_YSi_ZN que cumple las condiciones expresadas por las expresiones:

En una cualquiera de las anteriores películas duras de revestimiento, una película laminada formada laminando películas que cada una incluye una capa de revestimiento C que cumple las condiciones idénticas con o deferentes de las para la primera capa de revestimiento A y una capa de revestimiento D que cumple las condiciones idénticas con o diferentes de las condiciones para la segunda capa de revestimiento B, se laminan las películas de la película laminada en un periodo de laminación de 300 nm o inferior y, teniendo un grosor de 300 nm o inferior, se pueden formar con un grosor total de 0,1 µm o inferior entre la primera capa de revestimiento A y la segunda capa de revestimiento B.

La matriz de moldeo de la aleación a base de hierro que contiene Cr contiene un carburo precipitado que contiene Cr y tiene una dureza Rockwell de HRC 50 o superior.

La matriz de moldeo de una aleación a base de hierro que contiene Cr puede tener una capa de difusión de superficie formada sujetando la superficie de la misma a nitruración, carburación o carbonitruración.

La película dura de revestimiento de la presente invención para la herramienta de moldeo es superior a la capa convencional de revestimiento de superficie en la resistencia al desgaste y resistencia al agarrotamiento y es adecuada para revestir una herramienta de moldeo, tal como una matriz de moldeo, para mejorar la durabilidad de la herramienta de moldeo. La herramienta de moldeo de la presente invención excelente en la resistencia al desgaste y resistencia al agarrotamiento es adecuada para el uso como una matriz de moldeo o similares.

La Figura 1 es una vista típica de un sistema de formación de películas para formar una película que representa la presente invención.

Una película dura de revestimiento en una primera descripción para revestir una herramienta de moldeo incluye una primera capa de revestimiento A de un grosor de 1 a 10 µm formada sobre una base de una aleación a base de hierro que contiene Cr y una segunda capa de revestimiento...

1. Una matriz de moldeo que tiene una superficie revestida por una película dura de revestimiento para revestir una matriz de moldeo de una aleación a base de hierro que contiene Cr, comprendiendo dicha película dura de revestimiento: una primera capa de revestimiento A de un grosor de 3 a 10 µm formada sobre la matriz de moldeo de una aleación a base de hierro que contiene Cr; y

una segunda capa de revestimiento B de un grosor de 2 a 10 µm superpuesta sobre la capa de revestimiento A;

en la que la primera capa de revestimiento A es una película de CrN y la segunda capa de revestimiento B es una película de Ti_1-X-Y-ZCr_XAl_YL_ZN que cumplen las condiciones expresadas por las expresiones:

donde L es al menos cualquiera de Si e Y, X es la proporción atómica de Cr, Y es la proporción atómica de Al y Z es la proporción atómica de L, donde la matriz de moldeo de la aleación a base de hierro que contiene Cr contiene un carburo precipitado que contiene Cr y tiene una dureza Rockwell de HRC 50 o superior.

2. La matriz de moldeo de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la primera capa de revestimiento A es una película de CrN y la segunda capa de revestimiento B es una película de Ti_1-X-Y-ZCr_XAl_YSi_ZN que cumple las condiciones expresadas por las expresiones:

3. La matriz de moldeo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en la que una película laminada formada por películas de laminación incluyendo cada una una capa de revestimiento C que cumple las condiciones idénticas a o diferentes de las para la primera capa de revestimiento A y una capa de revestimiento D que cumple las condiciones idénticas a o diferentes de las condiciones para la segunda capa de revestimiento B, las películas de la película laminada se laminan en un periodo de laminación de 300 nm o inferior y de manera que tienen un grosor de 300 nm o inferior está formada en un grosor total de 0,1 µm o superior entre la primera capa de revestimiento A y la segunda capa de revestimiento B.

4. La matriz de moldeo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la matriz de moldeo de una aleación a base de hierro que contiene Cr tiene una capa de difusión de superficie formada sometiendo la superficie de la misma a nitruración, carburación o carbonitruración.